基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计探讨王洪涛

基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计探讨王洪涛

(阜新金山煤矸石热电有限公司辽宁阜新123000)

摘要:建筑工程有多个系统和部分组成,暖通空调系统是重要组成部分之一,设计师在展开建筑设计的过程中,必须针对建筑使用者的实际需要,对暖通空调系统进行科学的设计。绿色建筑设计理念要在满足人们生活最大需求的同时,维护人与自然环境的和谐发展。所以在建筑设计中运用绿色建筑设计理念已经成为当前以及未来建筑发展的主要方向。本文就绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计进行探讨。

关键词:绿色理念;暖通空调;系统节能

1绿色建筑及设计原则

1.1绿色建筑概述

绿色建筑指的是某个建筑物从设计、生产、施工等全过程中,使用的各类材料能够最大程度的节约环保化,在减少环境污染的前提下满足人们的生活需求。所建造出来的建筑能够体现出更多绿色健康的含义,它所代表的不是某种特定的事物,而是一种象征性的概念,在保护自然环境的前提下进行建筑设计,并且维持自然界的生态平衡,在可持续发展的基础上建造出更多生活环保的空间。

1.2绿色建筑设计原则

在开展绿色建筑设计过程中始终坚持简单高效、整体及环境优化以及健康舒适三大设计原则。(1)简单高效。作为绿色建筑设计的原则之一,简单高效发展设计原则要求绿色建筑实现节约资源的目的、保证有效资源使用价值的最大化。(2)整体及环境优化。整体及环境优化设计原则是指由于建筑是一个多方面相互结合的过程,所以在其设计过程中需在保证产品质量的前提下,不断提升经济效益和环境效益,实现从长远及整体的角度考虑问题。(3)健康舒适。健康舒适设计原则主要是为保证所设计产品的实用性。因此,建筑企业开展绿色建筑设计时,应将用户的健康感、舒适感放在首要位置即要体现在用户与自然环境的沟通上,即室内空气是流通、室内的采光面积、室内的隔音效果,室内的视觉效果等。

2绿色建筑暖通空调系统节能设计

2.1定温度取值

室内温度在建筑中的数值在确定时,要求设计师从建筑当地的气候条件、地理因素以及建筑使用者的实际需求角度出发,努力合理的确定室内温度值范围。而暖通空调系统同建筑室内温度控制的联系是非常紧密的。通常,暖通空调系统在夏季运行的过程中,需要进行制冷,每当室内温度产生1℃左右的提升时,暖通空调系统会产生约10%的能耗降低率;而暖通空调系统在冬季运行的过程中,是需要进行制热的,每当室内温度产生1℃左右的降低时,暖通空调系统会产生约8%的能耗降低率。在这种情况下,在对室内温度值进行确定的过程中,设计师应从室内温度需求的角度出发,将暖通空调系统运行过程中的能耗量降到最低。

2.2冷热负荷计算

冷热源极容量、水泵配置以及冷热输送管尺寸等因素在暖通空调系统中的设计都会受到冷热负荷的严重影响。因此,在绿色理念的指导下展开暖通空调系统节能设计的过程中,必须加大对冷热负荷的计算力度,确保所得数据的科学性、精确性和全面性,才能够为暖通空调系统其他环节的设计提供有力支持,从而为能耗量在暖通空调系统中的降低奠定良好的基础。在对系统冷热负荷进行计算的过程中,应用暖通空调系统专业要求的角度出发对计算方式进行选择,在此基础上,设计师还需要综合应用自身的设计经验,在获取设计指标的过程中,充分应用统计分析回归计算的方式。

2.3采暖与空调冷冻水系统的设计

(1)采暖系统设计。在建筑工程中,采暖系统是一庞大复杂的系统,采暖系统设计主要考虑三点:一是保证各个空间的室内温度能独立调控;二是便于实现分户分摊的功能;三是管路系统简单、管材消耗量少、节省初期暖通空调系统投资。上供下回垂直双管系统、平单管系统、下供下回垂直双管系统等均是实际中经常采用的供暖系统形式。选取合适的采暖系统对暖通空调系统节能起着直接作用,在应用中应引起足够重视。(2)空调冷冻水系统设计。在空调冷冻水系统设计中,应根据建筑对冷热供应的要求选取采用两管制水系统还是四管制水系统,为达到负荷变化实现自动化改变系统的目标,应尽可能降低系统运行过程中的能耗,采用四管制系统的优点主要是各末端可以自由选择供热或供冷的运行模式,相互独立地控制温度等参数,且节省能量、不存在冷热抵相的问题。

2.4保温与保冷

在暖通空调系统节能设计中,做好冷热共源温度控制、输送过程能耗控制等工作尤为重要。(1)热源温度的控制,根据室外温度自动调整外网及热源供水温度是目前较为常用的控制方法,此方法解决了采暖用户根据室内温控措施及室外气温的变化,使系统热负荷呈现为动态的变数的问题,从源头上实现节能的目的。(2)输送过程中能耗控制主要是通过计算机以及以智能仪表为核心的管网水力平衡技术,实现在满足人体舒适度和工艺要求的前提下,达到降低输送能耗,提高输送效率的目的。此外,选用保温性能好的新型保温材料对管道进行处理,也可减少传输过程中热量的损耗。

3绿色节能技术在暖通设计中的应用

3.1变频技术

变频技术是较早被采用的一种绿色化节能技术。变频技术不但可以节能资源、提高资源利用率,更可以保护环境,维持生态平衡。因此,变频技术是暖通设计绿色化发展的主要道路之一。变频技术是针对建筑室内的环境改变而不断调整,环境变化有两方面:(1)太阳光照强度的变化。太阳光越强,变频冷水的调节机组就会增大热量的输出;(2)室内人员数量的变化。室内人员增加,空调的调节风机会自动增加能量的输出。通过利用变频技术,节约利用能源。变频技术的具体优势主要表现在:能耗设备通过外温及时进行变频调节,充分节约能源的同时又能满足人们的需求;各种耗能设备能够单独进行控制,互不影响,也不会干预其它设备的正常工作。

3.2排风余热回收技术

排风余热回收技术的基本原理即是通过热回收设备在夏季降低新风温度和湿度,在冬季预热和加湿新风,实现热量的间接交换,实现节能目的。此项技术不但可以应用于中央空调系统,也可在供暖建筑和使用家用空调器的建筑中使用,此项技术的推广与使用对建筑节能有十分重要的意义。

3.3水力平衡装置的应用

水力平衡设置顾名思义,用来保证空调系统的水力平衡。在人工无法实现水力平衡时还能够通过水力平衡阀来加强控制。水力平衡阀有动态水力平衡阀和静态水力平衡阀两种,这两种平衡阀应用的方面也有所不同。比如建筑暖通系统中水量波动值较大时,可采用动态水力平衡阀,其它情况一般是使用静态水力平衡阀。

3.4余热循环技术的应用

余热循环技术是最早开始的技术之一,如今已十分普遍。其工作原理是将热量通过多个回路分开,在运行中产生余热并留下对其再利用。余热循环技术可以为空调系统服务,促进供暖装置,提高热量的使用率。

4结语

综上可知,暖通空调系统是一个复杂庞大的系统,设计者应站在节能建筑的角度从全局出发,从源头、过程、技术等多方面进行考虑。因为暖通空调系统在即关系着人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量,又关系着国家能源安全、资源消耗和环境污染,关系国计民生和国家可持续发展。因此,大力倡导绿色理念,推进节能技术的发展是实现可持续的必然要求,但在实践中依然存在一系列问题,这就需要不断努力完善暖通设计体系,实现环境的可持续发展。

参考文献:

[1]新形势下基于绿色理念背景之下的建筑施工技术研究[J].郭中智.山西建筑.2017(25)

[2]绿色理念下的建筑节能设计模式[J].张继身.住宅与房地产.2016(36)

[3]关于暖通空调系统节能问题的探讨[J].田瑞鹏.建材与装饰.2017(41)

[4]节能环保技术在暖通空调系统中的应用[J].王欣鑫.居业.2017(08)

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